Mécanisme de distribution de gaz & # 8212; groupe de vannes

Objectif et types de calendrier:

1.1. Objectif du mécanisme de distribution de gaz:

Le but du mécanisme de distribution de gaz est de faire passer le mélange de carburant frais dans les cylindres du moteur et de libérer les gaz d'échappement. L'échange de gaz est effectué par les ouvertures d'entrée et de sortie, qui sont fermées hermétiquement par les éléments de courroie de distribution conformément à la procédure de fonctionnement du moteur acceptée.

1.2. Affectation des groupes de vannes:

le but du groupe de vannes est de fermer hermétiquement les ouvertures d'entrée et de sortie et de les ouvrir à une heure spécifiée pendant une durée spécifiée.

1.3. Types de chronométrage:

en fonction des organes par lesquels les cylindres du moteur sont connectés à l'environnement, la courroie de distribution est à soupape, à tiroir et combinée.

1.4. Comparaison des types de chronométrage:

le calage des soupapes est le plus courant en raison de sa conception relativement simple et de son fonctionnement fiable. Une étanchéité idéale et fiable de l'espace de travail, obtenue du fait que les soupapes restent stationnaires à des pressions de cylindre élevées, donne un sérieux avantage par rapport à une soupape ou à une distribution combinée. Par conséquent, le calage des soupapes est de plus en plus utilisé.

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Dispositif de groupe de vannes:

2.1. Dispositif de valve:

Les soupapes du moteur se composent d'une tige et d'une tête. Les têtes sont le plus souvent plates, convexes ou en forme de cloche. La tête a une petite courroie cylindrique (environ 2 mm) et un biseau d'étanchéité de 45 ° ou 30 °. La courroie cylindrique permet, d'une part, de maintenir le diamètre principal de la vanne lors du meulage du biseau d'étanchéité, et d'autre part, d'augmenter la rigidité de la vanne et d'éviter ainsi la déformation. Les plus répandues sont les soupapes à tête plate et un biseau d'étanchéité à un angle de 45˚ (ce sont le plus souvent des soupapes d'admission), et pour améliorer le remplissage et le nettoyage des cylindres, la soupape d'admission a un diamètre plus grand que la soupape d'échappement. Les soupapes d'échappement sont souvent fabriquées avec une tête sphérique bombée.

Cela améliore l'écoulement des gaz d'échappement des cylindres et augmente également la résistance et la rigidité de la soupape. Pour améliorer les conditions d'évacuation de la chaleur de la tête de soupape et pour augmenter la non-déformabilité globale de la soupape, la transition entre la tête et la tige est faite à un angle de 10˚ - 30˚ et avec un grand rayon de courbure. Sur l'extrémité supérieure de la tige de soupape, des rainures de forme conique, cylindrique ou spéciale sont réalisées, en fonction de la méthode adoptée pour fixer le ressort à la soupape. Le refroidissement au sodium est utilisé dans un certain nombre de moteurs pour réduire la contrainte thermique sur les soupapes de rupture. Pour cela, la valve est creuse et la cavité résultante est à moitié remplie de sodium dont le point de fusion est de 100 ° C. Lorsque le moteur tourne, le sodium fond et, se déplaçant dans la cavité de la soupape, transfère la chaleur de la tête chaude à la tige de refroidisseur, et de là à l'actionneur de soupape.

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2.2. Connexion de la valve à son ressort:

les conceptions de cette unité sont extrêmement diverses, mais la conception la plus courante est avec des demi-cônes. À l'aide de deux demi-cônes, qui pénètrent dans les canaux ménagés dans la tige de soupape, la plaque est pressée, ce qui maintient le ressort et ne permet pas de démonter l'unité. Cela crée une connexion entre le ressort et la valve.

2.3. Emplacement du siège de soupape:

Dans tous les moteurs modernes, les sièges d'échappement sont fabriqués séparément de la culasse. Ceux-ci sont également utilisés pour les ventouses lorsque la culasse est en alliage d'aluminium. Lorsqu'il est en fonte, les selles y sont fabriquées. Structurellement, le siège est un anneau qui est fixé à la culasse dans un siège spécialement usiné. Dans le même temps, des rainures sont parfois pratiquées sur la surface extérieure du siège qui, lorsqu'elles sont pressées sur le siège, sont remplies de matière de culasse, assurant ainsi leur fixation fiable. En plus du serrage, la fixation peut également se faire en faisant pivoter la selle. Pour assurer l'étanchéité de l'espace de travail lorsque la vanne est fermée, la surface de travail du siège doit être usinée selon le même angle que le chanfrein d'étanchéité de la tête de vanne. Pour cela, les selles sont usinées avec des outils spéciaux avec des angles d'affûtage non 15 non, 45˚ et 75˚ afin d'obtenir une bande d'étanchéité à un angle 45˚ et d'une largeur d'environ 2 mm. Le reste des coins est fait pour améliorer le flux autour de la selle.

2.4. Emplacement des guides de soupape:

la conception des guides est très diversifiée. Le plus souvent, des guides avec une surface extérieure lisse sont utilisés, qui sont fabriqués sur une machine de plomberie sans centre. Les guides avec une sangle de retenue externe sont plus confortables à fixer mais plus difficiles à réaliser. Pour cela, il est plus opportun de réaliser un canal pour la bague d'arrêt dans le guide au lieu d'une courroie. Les guides de soupape d'échappement sont souvent utilisés pour les protéger des effets oxydants du flux de gaz d'échappement chauds. Dans ce cas, des guides plus longs sont réalisés, le reste étant situé dans le canal d'échappement de la culasse. Lorsque la distance entre le guide et la tête de soupape diminue, le trou dans le guide du côté de la tête de soupape se rétrécit ou s'élargit dans la région de la tête de soupape.

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2.5. Dispositif à ressorts:

dans les moteurs modernes, les ressorts cylindriques les plus courants à pas constant. Pour former les surfaces de support, les extrémités des spires du ressort sont rapprochées les unes contre les autres et rodées avec leurs fronts, ce qui fait que le nombre total de spires est deux à trois fois supérieur au nombre de ressorts de travail. Les bobines d'extrémité sont supportées d'un côté de la plaque et de l'autre côté de la culasse ou du bloc. En cas de risque de résonance, les ressorts de soupape sont réalisés avec un pas variable. La boîte de vitesses étagée se plie soit d'une extrémité du ressort à l'autre, soit du milieu aux deux extrémités. Lorsque la vanne est ouverte, les enroulements les plus proches les uns des autres se touchent, ce qui entraîne une diminution du nombre d'enroulements de travail et une augmentation de la fréquence des oscillations libres du ressort. Cela supprime les conditions de résonance. Dans le même but, on utilise parfois des ressorts coniques dont la fréquence propre varie le long de leur longueur et l'occurrence de résonance est exclue.

2.6. Matériaux pour la fabrication des éléments du groupe de vannes:

• Vannes - Les vannes d'aspiration sont disponibles en chrome (40x), chrome-nickel (40XN) et autres aciers alliés. Les soupapes d'échappement sont faites d'aciers résistants à la chaleur à haute teneur en chrome, nickel et autres métaux d'alliage: 4Х9С2, 4Х10С2М, Х12Н7С, 40СХ10МА.
• Sièges de soupape - utilisez des aciers résistants à la chaleur, de la fonte alliée, du bronze d'aluminium ou des cermets.
• Les guides de soupape sont difficiles à fabriquer et nécessitent des matériaux à haute résistance thermique et à l'usure et une bonne conductivité thermique tels que la fonte perlitique grise et le bronze aluminium.
• Ressorts - fabriqués en enroulant un fil à partir d'un ressort de stomie, par exemple 65G, 60C2A, 50HFA.

Fonctionnement du groupe de vannes:

3.1. Mécanisme de synchronisation:

le mécanisme de synchronisation est relié cinématiquement au vilebrequin, se déplaçant de manière synchrone avec lui. La courroie de distribution ouvre et scelle les orifices d'entrée et de sortie des cylindres individuels conformément à la procédure de fonctionnement acceptée. C'est le processus d'échange de gaz en bouteilles.

3.2 Action du variateur de temps:

L'entraînement de distribution dépend de l'emplacement de l'arbre à cames.
• Avec un arbre inférieur - les engrenages cylindriques traversants pour un fonctionnement plus doux sont fabriqués avec des dents inclinées, et pour un fonctionnement silencieux, la couronne dentée est en PCB. Un engrenage ou une chaîne parasite est utilisé pour fournir l'entraînement sur une plus grande distance.
• Avec arbre supérieur - chaîne à rouleaux. Niveau sonore relativement faible, conception simple, faible poids, mais le circuit s'usera et s'étirera. Grâce à une courroie crantée à base de néoprène renforcée de fil d'acier et recouverte d'une couche de nylon résistant à l'usure. Conception simple, fonctionnement silencieux.

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3.3. Schéma de distribution de gaz:

La surface totale d'écoulement prévue pour le passage des gaz à travers la vanne dépend de la durée de son ouverture. Comme vous le savez, dans les moteurs à quatre temps, pour la mise en œuvre des courses d'admission et d'échappement, une course de piston est prévue, correspondant à la rotation du vilebrequin de 180˚. Cependant, l'expérience a montré que pour un meilleur remplissage et nettoyage du cylindre, il est nécessaire que la durée des processus de remplissage et de vidange soit plus longue que les courses de piston correspondantes, c'est-à-dire l'ouverture et la fermeture des soupapes ne doivent pas être effectuées aux points morts de la course du piston, mais avec un certain dépassement ou retard.

Les temps d'ouverture et de fermeture des soupapes sont exprimés en angles de rotation du vilebrequin et sont appelés calage des soupapes. Pour plus de fiabilité, ces phases sont réalisées sous forme de camemberts (Fig. 1).
La soupape d'aspiration s'ouvre normalement avec un angle de passage de φ1 = 5˚ - 30˚ avant que le piston n'atteigne le point mort haut. Ceci fournit une section transversale de soupape définie au tout début de la course de remplissage et améliore ainsi le remplissage de la bouteille. La fermeture de la soupape d'aspiration est effectuée avec un angle de retard φ2 = 30˚ - 90˚ après que le piston a passé le point mort bas. Le délai de fermeture de la soupape d'admission permet d'utiliser le taux d'admission de carburant frais pour améliorer le ravitaillement et donc augmenter la puissance du moteur.
La soupape d'échappement est ouverte avec un angle de dépassement φ3 = 40˚ - 80˚, c'est-à-dire en fin de course, lorsque la pression dans les gaz de la bouteille est relativement élevée (0,4 - 0,5 MPa). L'éjection intensive d'une bouteille de gaz, démarrée à cette pression, entraîne une chute rapide des pressions et de leur température, ce qui réduit considérablement le travail de déplacement des gaz de travail. La vanne de sortie se ferme avec un angle de retard φ4 = 5˚ - 45˚. Ce délai assure un bon nettoyage de la chambre de combustion des gaz d'échappement.

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Diagnostic, maintenance, réparation:

4.1. Diagnostique

Signes diagnostiques:

  • Puissance réduite du moteur à combustion interne:
  • Dégagement réduit;
  • Ajustement de la valve incomplet;
  • Vannes grippées.
    • Augmentation de la consommation de carburant:
  • Jeu réduit entre les soupapes et les poussoirs;
  • Ajustement de la valve incomplet;
  • Vannes grippées.
    Usure des moteurs à combustion interne:
  • Usure de l'arbre à cames;
  • ouvrir les cames d'arbre à cames;
  • Jeu accru entre les tiges de soupape et les coussinets de soupape;
  • Grand jeu entre les soupapes et les poussoirs;
  • fracture, violation de l'élasticité des ressorts de soupape.
    • Indicateur de basse pression:
  • Les sièges de soupape sont mous;
  • Ressort de soupape mou ou cassé;
  • Valve brûlée;
  • Joint de culasse brûlé ou déchiré
  • Écart thermique non ajusté.
    • Indicateur de haute pression.
  • Diminution de la hauteur de la tête;

Calendrier des méthodes de diagnostic:

• Mesure de la pression dans le cylindre en fin de course de compression. Pendant la mesure, les conditions suivantes doivent être remplies: le moteur à combustion interne doit être chauffé à la température de fonctionnement; Les bougies d'allumage doivent être retirées; Le câble central de la bobine d'induction doit être huilé et le papillon des gaz et la vanne d'air ouverts. La mesure est effectuée à l'aide de compresseurs. La différence de pression entre les bouteilles individuelles ne doit pas dépasser 5%.

4.2. Réglage du jeu thermique dans la courroie de distribution:

Le contrôle et le réglage de l'écart thermique sont effectués à l'aide des plaques de manomètre dans l'ordre correspondant à l'ordre de fonctionnement du moteur, en commençant par le premier cylindre. L'écart est correctement ajusté si la jauge d'épaisseur qui correspond à l'écart normal passe librement. Lors du réglage du jeu, maintenez la vis de réglage avec un tournevis, desserrez le contre-écrou, placez la plaque de jeu entre la tige de soupape et l'accouplement et tournez la vis de réglage pour régler le jeu requis. Ensuite, le contre-écrou est serré.

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Remplacement des soupapes de moteur de voiture

4.3. Réparation du groupe de vannes:

• Réparation de la valve - les principales défaillances sont l'usure de la surface de travail conique, l'usure de la tige et la fissuration. Si les têtes brûlent ou se fissurent, les valves sont jetées. Les tiges de valve courbées sont redressées sur une presse manuelle à l'aide d'un outil. Les tiges de valve usées sont réparées par chronisation ou repassage, puis poncées à leur taille nominale ou surdimensionnée. La surface de travail usée de la tête de soupape est rectifiée à la taille de réparation. Les soupapes sont rodées sur les sièges à l'aide de pâtes abrasives. La précision du meulage est vérifiée en versant du kérosène sur les vannes à charnières, s'il ne fuit pas, le broyage est bon pendant 4 à 5 minutes. Les ressorts de soupape ne sont pas restaurés, mais remplacés par de nouveaux.

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